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Après avoir terminé ses études en 1930 à l'université polytechnique de Léningrad, il travailla jusqu'en 1938 comme chef du bureau d'études d'une entreprise de construction de planeurs. Il se consacra par la suite avec Yakovlev entre autres au développement de planeurs lourds (transport de fret) (Antonov A-7, Antonov A-11) et de chasseurs. À partir de 1946, il conçut dans l'usine Antonov de Novossibirsk divers avions dont certains sont restés légendaires à l'Est, notamment l'An-2, biplan de transport de passagers et de fret surnommé Anna ou le tracteur des airs et fabriqué à plus de 15 000 exemplaires depuis 1947.
À citer également : des turbopropulseurs comme le moyen-courrierAn-10Ukraina (1957) ainsi que l'An-22 (Antæus) (1969) qui fut en son temps l'un des plus gros avions du monde et l'An-124Ruslan (1982)[2].
Le plus gros avion du monde actuel (jusqu’à sa destruction par un bombardement russe en Ukraine en 2022), l’Antonov An-225Mriya (1988) n'est conçu qu'après sa mort.